El término colágeno derivado
de las palabras griegas Kolla (cola) y Genno (producción), se utiliza para
referirse a una familia de 27 proteínas isoformas encontradas en los tejidos
conectivos del cuerpo. En términos de cantidad, es el compuesto más importante
del tejido conectivo y es un elemento estructural importante en los organismos
multicelulares. El colágeno es una proteína fibrosa encontrada en todo el reino
animal. Contiene cadenas peptídicas de aminoácidos glicina, prolina, lisina,
hidroxilisina, hidroxiprolina y alanina. Estas cadenas están dispuestas en
paralelo con un eje, formando las fibras de colágeno, que proporcionan
resistencia y elasticidad a esta estructura. Las proteí- nas colágenas forman
agregados supramoleculares (fibrilas, filamentos o redes), solos o en
combinación con otras matrizes extracelulares. Su principal función es
contribuir a la integridad estructural de la matriz extracelular o ayudar a
fijar las células de la matriz. El colágeno presenta propiedades mecânicas
únicas y es químicamente inerte. La molécula de colágeno tiene 280 nm de
longitud, con una masa molecular de 300.000 Da, estabilizada por puentes de
hidrógeno y enlaces intermoleculares. La secuencia de aminoácidos de colágeno
es, en general, una unidad tripeptídica, glicina-X-prolina o
glicina-X-hidroxiprolina, onde X puede ser cualquiera de los 20 aminoácidos
estándar. Cada molécula de colágeno puede tener hasta tres cadenas diferentes
que se unen en la formación del pro colágeno. El colágeno tiene la estructura
molecular relativamente simple y es insoluble en agua debido a la alta
concentración de aminoácidos hidrofóbicos, tanto dentro de la proteína, ya sea
en la superficie. Representa una excepción a la regla de que los grupos
hidrofóbicos deben estar ocultos en el interior de la molécula de proteína. El
núcleo hidrofóbico, por tanto, contribuye menos para la estabilidad estructural
de la molécula, mientras que los enlaces covalentes desempeñan un papel
especialmente importante. El colágeno puede obtenerse en las diferentes
especies animales (bovinos, cerdos, peces, etc.). Comercialmente, el colágeno
hidrolizado puede encontrarse en forma líquida, en cápsulas o en polvo.
Los
tipos de colágeno varían en diâmetro, composición de aminoácidos, la longitud,
la estructura molecular, la concentración y la ubicación en diversos tejidos.
Entre los varios tipos de colágeno ya identificados, podemos observar la
presencia de los tipos I, III, IV, V, XII Y XIV en los músculos esqueléticos de
animales, siendo que los tipos I y III están en proporciones mayores.
Los
tipos más conocidos son los que llevan los números I a IV, que se diferencian
por la fórmula química, forma de asociación entre sus moléculas y las funciones
que éstos desempeñan. Desde el colágeno se obtienen comúnmente el colágeno
parcialmente hidrolizado (gelatina) y colágeno hidrolizado. La diferencia entre
el hidrolizado de colágeno y la gelatina es que el colágeno hidrolizado se
disuelve en agua o en salmuera y la gran mayoría no presenta capacidad de
gelificación. Un nuevo ingrediente que está siendo estudiada es la fibra de
colágeno, obtenida de las capas internas de cuerobovino mediante un proceso
menos drástica debido al uso de temperaturas más bajas. La fibra se somete a
proceso químico (tratamiento alcalino con hidróxido de calcio), posterior
desengrase y secado a bajas temperaturas. En los últimos decênios el colágeno
ganó el espacio debido a sus numerosas aplicaciones. La área en la que más
destaca es la estética y cosmética, debido a sus actividades reparadoras de
tejidos cutáneos. Sin embargo, la nueva evidencia indica que esta proteína
puede ayudar en la prevención de enfermedades tales como la artrosis y la
osteoporosis, gracias a su poder de regeneración de ligamentos y cartílagos.
Varios estudios han evidenciado, también, los benefícios de la ingestión de
colágeno, hidrolizado, para el cuerpo: mejora de piel firme; la protección del
daño de las articulaciones; mejora en el tratamiento de la osteoporosis;
prevención del envejecimieno; tratamientos antihipertensivos; y protección
contra la úlcera gástrica. Se realizaron varios estudios para evaluar la
aplicación del colágeno como ingrediente funcional en los alimentos. El interés
de la industria alimentaria por el colágeno se debe a sus propiedades emulsionantes
y como agente espumante, estabilizador coloidal, formador de películas
biodegradables, agente microencapsulante, con la tendencia a sustituir el
material sintético por natural. Hoy, el colágeno es utilizado en la industria
alimentaria en formulaciones para pasteles en programas de enriquecimiento
proteico, pero su importancia está en uso como envoltura para embutidos
reconstituido y como un agente estabilizante en emulsiones carneas (por poseer
una porción hidrofílica y otra hidrofóbica). Tecnológicamente, se aprovecha en
la industria alimentaria por presentar propiedades funcionales como componente
extensor, potencian los efectos de textura, umidificante, emulgente y ligando,
siendo la textura de una impresionante propiedad de esta proteína para la tecnología
de los alimentos. Por lo tanto, nuevas formas de aplicación fueron elaborados
sobre la base de fibra de colágeno y péptidos de colágeno. Obtenida a
partir del colágeno en su forma bruta, fibra de colágeno estabilizado
térmicamente puede ser una alternativa para los emulgentes sintéticos, siendo
utilizado en formulaciones de alimentos y bebidas, tales como productos de
confitería y refrescos. De la misma manera, los péptidos de colágeno son
ingredientes funcionales de fácil aplicación en la industria alimentaria. Estos
compuestos de polímeros, los cuales presentan ocho a nueve aminoácidos
esenciales, son de gran importancia para la ingeniería de alimentos, porque
además de ofrecer amplios beneficios a la salud, son versátiles para su
inclusión en los productos alimenticios. Debido a su alta digestibilidad, la
rápida dispersión y solubilidad instantánea, el colágeno puede ser incorporado
en una multitud de alimentos, tales como barras de cereales, productos lácteos,
salsas, sopas, cafés y otros tipos de bebidas. Pensando en los beneficios que
el colágeno puede ofrecer, en forma general, el mercado de alimentos y bebidas
que ha estado invirtiendo en el desarrollo de productos que contengan colágeno
en sus composiciones. En la actualidad, en el mercado nacional, el colágeno
está presente en diversas aplicaniones, tales como barras de cereales para la
reducción del contenido de azúcar, en el yogur a la reducción de grasa, helados
para conferir mayor cremosidad, reduciendo la formación de cristales de hielo,
en batidos para el enriquecimiento de proteína, en chocolates a la reducción de
grasa y bebidas para la clarificación y también enriquecimiento proteico de
ellos. El colágeno también se puede encontrar en bebidas funcionales, complejos
vitamínicos, cápsulas, shots y gomas. Hay también su version en polvo, que
puede mezclarse en zumos y batidos, entre otras muchas aplicaniones.
Aminoácidos
que producen colágeno
Los
aminoácidos son moléculas que contienen nitrógeno que sirven como bloques de
construcción de proteínas. Cada proteína posee una secuencia única de
aminoácidos que determina su estructura y función. Tu cuerpo contiene cientos
de miles de proteínas diferentes, cada una de las cuales realiza una tarea
específica. Las proteínas sirven como enzimas, hormonas, moléculas inmunes,
transportadores moleculares y componentes estructurales. El colágeno, una
proteína estructural, es una de las proteínas más abundantes en el cuerpo.
Forma y función
El tejido conectivo es el
material que constituye el marco estructural de los órganos, huesos, ojos,
tendones, cartílagos, piel, vasos sanguíneos, vasos linfáticos y músculos. El
colágeno es la principal proteína del tejido conjuntivo. Existe colágeno en diferentes
formas, dependiendo de su ubicación en el cuerpo. Aunque los mismos aminoácidos
se utilizan para sintetizar todas las formas de colágeno, la forma final y la
función de la molécula de colágeno se determina por la forma en que se modifica
durante su producción.
Síntesis
El colágeno es fabricado por
células especializadas llamadas fibroblastos. Estas células son capaces de la
incorporación de aminoácidos en las hebras altamente distintivas que
constituyen la unidad básica de la molécula de colágeno. El Dr. Elson Haas,
autor de "Cómo mantenerse saludable con la nutrición", informa que la
glicina, lisina y prolina son los aminoácidos primarios encontrados en el
colágeno, lo que representa al menos el 50 por ciento de su contenido de
aminoácidos. A medida que son secretadas por los fibroblastos, las fibras de
colágeno se someten a unión, torsión, la reticulación, pliegue y capas para
producir el producto final.
Modificación de los
aminoácidos
La glicina representa un
tercio de los aminoácidos en la molécula de colágeno. La lisina y la prolina,
que constituyen una sexta parte de contenido de la cadena de colágeno, se
convierten en hidroxilisina e hidroxiprolina antes de que se incorporan en la
hebra. La enzima que lleva a cabo estas conversiones requiere de la vitamina C
como cofactor. Por lo tanto, una deficiencia de vitamina C inhibe la conversión
de prolina y lisina e interfiere con la producción de colágeno. Esta
interferencia es la base para el escorbuto, una enfermedad nutricional que
lleva a la ruptura de la piel y las membranas mucosas.
Fuentes de aminoácidos
La glicina puede ser
sintetizada en el cuerpo a partir de colina, una vitamina B, o de los ácidos
treonina o serina. Del mismo modo, la prolina se puede producir en las células
a partir de otros aminoácidos, es decir, glutamina y ornitina. La lisina es un
aminoácido esencial, lo que significa que no puede ser sintetizada en el
cuerpo. Debe ser adquirida de fuentes alimenticias, como carne, pescado,
productos lácteos, legumbres, germen de trigo, frutas y verduras. Una dieta
bien balanceada suministra suficiente proteína para satisfacer tus necesidades
de lisina, prolina, glicina y otros aminoácidos necesarios para la síntesis de
colágeno. Los suplementos de aminoácidos también están disponibles comercialmente.
LISTA DE AMINOÁCIDOS EN EL COLÁGENO
Arginina
Indispensable
para para eliminar los residuos nitrogenados normalmente generados por el
cuerpo (por ejemplo, el amoníaco es tóxico para nuestras células)
Apoya al
sistema inmunológico (ayuda a prevenir enfermedades infecciosas)
Ayuda en la
secreción de la hormona del crecimiento (apoya en la regeneración)
Ayuda a
regular el metabolismo de las proteínas
Glicina
Cada uno de
los tres aminoácidos de la cadena de péptidos de colágeno es una glicina: por
lo tanto, es un aminoácido abundante, importante para la estructura del
colágeno
Tiene un efecto cicatrizante (quemaduras, trauma
postoperatorio)
Es un neurotransmisor inhibitorio en el sistema
nervioso y por lo tanto, posee un efecto calmante.
Participa en la producción de creatina en el
músculo y por lo tanto, favorece la energía muscular y contracción saludable.
Tiene un efecto positivo contra la gota (dolor
en las articulaciones)
Leucina
Aminoácido esencial
El aminoácido más abundante en nuestro cuerpo
Participa en la producción de proteínas del
músculo y el uso saludable de la energía por parte del músculo
Ayuda a promover la secreción de la insulina
para mantener el equilibrio de la glucosa sanguínea
Importante para el cerebro y el equilibrio de
las funciones
Glutamina
Juega un rol importante en la síntesis de ADN
Ayuda a proteger el cerebro contra la toxicidad
del amoníaco
Favorece una mejor recuperación del músculo
luego del ejercicio intenso y ayuda a reconstruir el músculo dañado.
Hidroxilisina
Parte de los principales componentes del colágeno
Promueve la salud de la piel, articulaciones,
tendón y cartílago
Hidroxiprolina
Parte de los principales componentes del colágeno
Cumple un rol protagónico en los tejidos óseos y
conectivos
Histidina
Aminoácido esencial
Rol protagónico en la fijación del hierro en la
hemoglobina
Participa en el control de la acidez
Alanina
Ayuda a generar energía en el hígado
Ayuda a promover la secreción de insulina para
mantener el equilibrio de la glucosa sanguínea.
Esencial en la síntesis de vitamina B5 (ácido
pantoténico)
Isoleucina
Aminoácido esencial
Favorece la producción de glóbulos rojos
Ayuda a promover el equilibrio de la glucosa
sanguínea
Lisina
Aminoácido esencial
Grandes cantidades en el músculo
Asiste en el correcto funcionamiento del sistema
inmunológico
Importante para la producción de colágeno y
generación de huesos sanos
Favorece la absorción de calcio
Es uno de los aminoácidos más importantes para
la tercera edad
Prolina
Principal componente del colágeno (el colágeno
es la principal reserva de prolina, representando el 50% de toda la prolina en
el cuerpo)
Estimula la producción de colágeno
Tirosina
Su concentración en el músculo es considerable.
Precursor de muchos neurotransmisores
importantes para el correcto funcionamiento del sistema nervioso central
Junto con otros factores, ayuda a reducir
problemas asociados al déficit atencional
Valina
Aminoácido esencial
Fuente de energía muscular
Estimula el sistema nervioso central y favorece
el desempeño intelectual
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